Deneyime Bağlı Plastisite
Deneyime bağlı plastisite, sinir devrelerinin deneyime, öğrenmeye ve kullanıma yanıt olarak yapılarını ve işlevlerini değiştirebilme kapasitesidir. Aktivite kalıpları sinapsların gücünü ayarlamakta ve bağlantısallığı yeniden şekillendirmektedir; bu da beynin bilgiyi depolamasına, değişen bir çevreye uyum sağlamasına ve değişen girdiden sonra kendini yeniden düzenlemesine olanak tanımaktadır. Yaşam boyunca işlemekle birlikte, kapsamı gelişimin erken dönemlerinde en geniştir.
Tanım
Deneyime bağlı plastisite, bir organizmanın deneyimine yanıt olarak sinaptik güç, bağlantısallık ve devre yapısının aktiviteye dayalı modifikasyonudur; öğrenme, hafıza ve sinir sisteminin adaptif yeniden organizasyonunun temelini oluşturmaktadır.
Kapsam
Bu konu, aktivite ve deneyimin sinapsları ve devreleri nasıl değiştirdiğini ele almaktadır: bağlantıların güçlenmesi ve zayıflaması, sinapsların ve dendritlerin yapısal yeniden modellenmesi ve duyusal deneyimin kortikal haritaları şekillendirme biçimi. Bu, temel bilim referans girdisidir ve kritik dönem plastisitesi ile rehabilitasyon odaklı iyileşmeden farklı olmakla birlikte onlarla ilişkilidir; bu konuların kendilerine ait girişleri bulunmaktadır.
Temel sorular
- Kalıplı nöral aktivite, sinaptik bağlantıların gücünü nasıl değiştirmektedir?
- Deneyim, kortikal haritaları ve devre yapısını nasıl yeniden şekillendirmektedir?
- Yaşam boyu süren deneyime bağlı plastisiteyi, zamanla sınırlı kritik dönem plastisitesinden ayıran nedir?
- Plastik değişiklikler, öğrenmenin kalıcı olması için nasıl stabilize edilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Sinaptik plastisite
- Uzun süreli potansiyasyon ve depresyon
- Hebbian plastisitesi
- Kortikal harita yeniden organizasyonu
- Dendritlerin ve sinapsların yapısal plastisitesi
- Aktiviteye bağlı incelme
Mekanizmalar
Deneyim, devreleri öncelikli olarak sinaptik gücü ayarlayarak değiştirmektedir: koordineli pre- ve postsinaptik aktivite, bağlantıların uzun süreli güçlenmesini (uzun süreli potansiyasyon) veya zayıflamasını (uzun süreli depresyon) üretebilmekte ve öğrenme için hücresel bir temel sağlamaktadır. Bu değişikliklere, dendritik dikenlerin ve aksonal ağaçların büyümesi, geri çekilmesi ve stabilizasyonu dahil olmak üzere yapısal yeniden modelleme eşlik etmektedir. Gelişim sırasında, bu tür aktiviteye bağlı süreçler başlangıçta kesin olmayan bağlantıları iyileştirmektedir, böylece deneyimi depolayan aynı mekanizmalar, en başta devrelerin inşasına da yardımcı olmaktadır (Katz & Shatz, 1996). Duyusal yoksunlukta olduğu gibi, kalıplı aktivite değiştiğinde, kortikal temsiller yeniden organize olmakta ve haritaların girdi tarafından sürekli olarak şekillendirildiğini göstermektedir (Wiesel & Hubel, 1963).
Klinik önem
Deneyime bağlı plastisite, öğrenmenin ve iyileşme odaklı tedavilerin biyolojik temelidir ve disregülasyonu (düzensizliği) çeşitli nörolojik ve psikiyatrik durumlarda rol oynamaktadır. Bu girdi, mekanizmayı referans materyal olarak tanımlamaktadır ve bireysel teşhis veya tedavi için bir temel değildir.
Kanıt ve kılavuzlar
Konu, hücresel elektrofizyolojiye, in vivo görüntülemeye ve duyusal korteksin sistem düzeyindeki çalışmalarına dayanmaktadır. Temel kanıtlar arasında, sinaptik güçte kalıcı, aktiviteye bağlı bir artış olarak uzun süreli potansiyasyonun keşfi (Bliss & Lomo, 1973) ve duyusal deneyimin kortikal yanıtları yeniden şekillendirdiğine dair gösterimler (Wiesel & Hubel, 1963) bulunmaktadır.
Tarihçe
Eşzamanlı aktivitenin bağlantıları güçlendirdiği fikri, yirminci yüzyılın ortalarında bir öğrenme kuralı olarak ifade edilmiş ve hipokampusta uzun süreli potansiyasyonun keşfiyle fizyolojik bir temel kazanmıştır (Bliss & Lomo, 1973). Paralel olarak, görsel sistem üzerindeki çalışmalar, deneyimin kortikal haritaları yeniden şekillendirdiğini göstermiş, böylece deneyime bağlı plastisiteyi herhangi bir tek sistemin bir özelliği olmaktan ziyade beynin genel bir özelliği olarak kabul ettirmiştir.
Tartışmalar
- Yetişkin kortikal plastisitesi, yeni bağlantıları mı yoksa mevcut bağlantıların maskesinin kaldırılmasını mı ne ölçüde yansıtmaktadır?
- Yetişkinlerde kortikal haritaların yeniden organizasyonu, gerçekten yeni sinaptik bağlantılardan veya mevcut girdilerin dengesindeki değişikliklerden kaynaklanabilmektedir; yapısal ve işlevsel değişimin göreceli katkısı hala tartışılmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Carla Shatz
- Torsten Wiesel
- David Hubel
- Timothy Bliss
İlgili konular
Temel eserler
- wiesel-hubel-1963
- katz-shatz-1996
- bliss-lomo-1973
Sıkça sorulan sorular
- Deneyime bağlı plastisite, kritik dönem ile aynı mıdır?
- Hayır. Kritik dönemler, artan plastisitenin sınırlı pencereleridir; deneyime bağlı plastisite ise yaşam boyunca devam etmektedir. Kritik dönem plastisitesi, bunun özellikle güçlü, zamanla sınırlı bir biçimidir.
- Bu çerçevede öğrenmenin hücresel temeli nedir?
- Uzun süreli potansiyasyon ve depresyon gibi sinaptik güçteki kalıcı değişiklikler, sinapsların yapısal yeniden modellenmesiyle birlikte, deneyimin etkilerini depoladığı ve öğrenme ile hafızanın temelini oluşturduğu düşünülmektedir.